«Корабль-очиститель» отстыкуется от МКС и направится к опасному объекту
Специалисты Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева предложили новый способ защиты Международной космической станции от космического мусора. При обнаружении опасного объекта небольшой корабль-«очиститель» отстыкуется от станции и… сдует с опасной траектории фрагменты уничтоженных спутников ионным потоком своего двигателя. Концепция перехватчика была недавно представлена в журнале Acta Astronautica. Подробности разработки узнал корреспондент «МК».
Проблема космического мусора на орбите обсуждается давно. Фрагменты разрушенных спутников или отработанных ступеней ракет представляют потенциальную опасность как для работающих орбитальных аппаратов, так и сами по себе. Так, при столкновении в космосе двух крупных неконтролируемых объектов могут образовываться целые облака мелких фрагментов, которые в свою очередь запускают цепную реакцию последующих взаимных столкновений, известную как синдром Кеслера.
Ученые давно работают над всевозможными спутниками, перехватывающими опасный мусор. Принцип их работы очень широк: от лазерного луча, который меняет орбиту и таким образом уводит от столкновения, до «гарпуна», роботизированной руки и ловчей сети. Еще в 2018 году британские ученые из Университета Суррея испытали в космосе 100-килограммовое устройство под названием RemoveDEBRIS («Уборщик мусора»). Астронавты сбрасывали с борта МКС ненужную коробку размером с коробку из-под обуви, «уборщик» ждал, пока она приблизится к ней на 7 метров, и выпускал в направлении цели пятиметровую сеть. После того, как эта сеть окутывала объект, она затягивалась в плотный узел. Далее после такой операции опасный объект следовало опустить в плотные слои атмосферы, где он просто сгорит.
В данном случае самарские ученые предложили не притягивать мусор, а, наоборот, отталкивать его, причем бесконтактным способом — силой направленного на него потока двигательной установки, так называемого плазменного факела.
Ученые разработали вариант такого космического «очистителя» в виде космического корабля, который может стыковаться с МКС.
Обнаружив риск потенциального столкновения, перехватчик за 48 часов отстыковывается от космической станции, приближается к объекту космического мусора и направляет на него ионный пучок, который генерируется электрореактивным двигателем корабля. Это бесконтактное воздействие осуществляется с расстояния около 10 метров в течение нескольких часов.
«Попав на поверхность объекта, частицы ионного пучка оказывают на него силовое воздействие, что приводит к требуемому изменению орбиты», — говорится в статье. «После завершения маневра перехватчик возвращается на космическую станцию для дозаправки и обслуживания».
Серия численных расчетов стоимости миссии и топлива показала, что этот способ будет на порядок экономичнее нынешнего, пока единственного способа «увести» станцию от космического мусора путем изменения ее орбиты. Это делается путем запуска двигателей ее модулей или пристыкованных космических аппаратов. С 1999 года МКС выполнила 38 «отскоков» для избежания столкновений, последний из которых произошел 10 ноября 2023 года.
В настоящее время на околоземной орбите может находиться около 130 миллионов фрагментов космического мусора размером менее 1 см, около 1 миллиона фрагментов размером до 10 см и более 30 000 фрагментов размером более 10 см.